选用天然材料褐煤为原料，以KOH为活化剂，在惰性气氛下热处理制备了纳米多孔碳材料。结果表明：所制备的碳材料具有丰富的介孔和微孔，平均孔径约2 nm，比表面积可达3135 m²/g。以该纳米多孔碳制作成电极后，比电容量可达267 F/g，经过1000次循环后，比电容量仍保持95%以上。用于电容脱盐时，电吸附量可达18.9 mg/g，且吸脱附循环性能优良。

通过共沉淀法合成Li_1.167Ni_0.167Co_0.167Mn_0.5O₂正极材料，并以Al（NO₃）₃·6H₂O、K₂HPO₄、六亚甲基四胺为反应试剂，以柠檬酸-柠檬酸钠作为缓冲溶液，通过调节溶液pH值控制AlPO₄的成核与生长速率，从而在富锂材料Li_1.167Ni_0.167Co_0.167Mn_0.5O₂颗粒表面均匀包覆AlPO₄。研究了不同AlPO₄包覆量对Li_1.167Ni_0.167Co_0.167Mn_0.5O₂正极材料电化学性能的影响。结果表明：1%（质量分数）AlPO₄包覆材料表现出高的放电比容量性能（0.1 C首次放电容量可达到265.9 mA·h/g）和优异的循环性能（0.5 C循环150次容量保持率为88%）。材料的优异电化学性能归因于AlPO₄包覆改性阻止了电解液与电极材料的直接接触，加速了锂离子扩散并降低电化学阻抗，其Li⁺扩散系数由3.17×10^-15 cm²/s提高到9.03×10^-15 cm²/s，电化学阻抗值从152.92 Ω降低至62.27 Ω。

目前，固态薄膜电池的研究主要集中在低阻抗电极/电解质界面的构建和高离子电导率固体电解质的开发。介绍了固态薄膜电池的结构设计和离子传输机理，在此基础上讨论了负极膜、正极膜和固体电解质膜的研究进展，最后总结了电极/电解质界面问题及其改进策略。

对托贝莫来石的结构研究现状进行了综述，重点整理了托贝莫来石（TOB）各同质异像体的结构和热行为。归纳总结了TOB合成过程中，合成条件对TOB形成过程的影响机制，并分析了合成条件在控制TOB形成特定同质异像体时的作用与机理，提出了未来TOB相关的研究方向。

通过高温煅烧和酸反应等方法处理高岭石（K），制备高岭石基固体酸材料（A-K），并通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其进行表征和分析。然后通过熔融挤出共混，将A-K添加到聚丙烯（PP）复合材料中，改善其阻燃性能。利用极限氧指数仪、水平垂直燃烧仪、锥型量热仪和万能试验机分别测试材料阻燃性能和力学性能。结果表明：少量A-K[（0.5%~3.0%（质量分数）]可明显改善PP复合材料阻燃性能，PP复合材料的最大热释放速率从纯PP的1 474 kW/m²大幅下降至177 kW/m²。

通过水热法在氟掺杂氧化锡导电玻璃（FTO glass）上成功制备出TiO₂纳米片（TNS）阵列。使用三苯胺配合物D2对FTO/TNS进行表面改性处理，并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见吸收光谱、瞬态光电流、荧光光谱、接触角、电流密度-电压（J-V）测试仪、电化学阻抗谱对电极的结构形貌、表面特性以及电池的光电特性进行了表征，发现表面改性可提高有机聚合物与无机材料之间的化学相容性。接触角测试表明：TiO₂表面改性后由亲水性向疏水性转变。电化学阻抗分析表明：TiO₂表面改性后界面的复合电阻和电子寿命分别由原来的866.8 Ω·cm²和48.1 μs增大至932.2 Ω·cm²和127.1 μs。J-V曲线表明：与未改性的电池相比，改性后电池的光电转换效率由未改性的0.20%提高到1.52%。

基于六角密排聚苯乙烯（PS）模板，采用电子束蒸镀法在石英基片上制备了Ag纳米阵列嵌埋的单斜相二氧化钒复合薄膜（Ag NPAs/VO₂（M）），研究复合薄膜的微观结构、相变特性及光透过率。结果表明：复合薄膜中同时存在VO₂（M）和Ag两相。复合薄膜相变温度（T_C）低至55 ℃，通过能带模型分析揭示了Ag纳米颗粒的嵌入使得复合薄膜中自由电子浓度升高，诱发相变在较低温度处发生。相对于纯的VO₂薄膜，在590~750 nm波段的透射率明显减弱，归因于复合薄膜中Ag NPAs对590~750 nm波段的可见光共振吸收，使得VO₂薄膜固有的棕黄色被削弱。

在不同温度下热分解金属-有机框架-5（MOF-5），制备不同平均粒径、不同结晶度的六方纤锌结构纳米ZnO，通过刮刀法将制备所得ZnO浆料制备成ZnO光阳极薄膜，并组装成染料敏化太阳能电池（DSSC）。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对合成的MOF-5、ZnO纳米粒和ZnO光阳极薄膜的物相和形貌进行表征，研究了ZnO纳米粒形貌和光阳极厚度对电池性能的影响。结果表明：MOF-5的煅烧温度越高，获得的ZnO纳米粒粒径越大，结晶度越高。ZnO纳米粒粒径越小，比表面积越大，制备的光阳极膜染料吸附量越大，DSSC的光电转换效率越高。然而，如果ZnO纳米粒粒径过小，结晶度太低，则会降低电池的光电转换效率。当ZnO纳米粒平均粒径为65.5 nm，制备所得的电池效率最高；通过优化光阳极膜厚度，可进一步提高电池效率，当厚度为48 μm时电池效率最高，为3.86%。

采用液相外延生长法制备了一种由铜和四羧基卟啉配位的金属-有机框架薄膜材料，以其为牺牲模板，原位合成了Cu₂S和氮掺杂碳的复合透明膜（Cu₂S@NCF），将其直接作双面CdS/CdSe量子点敏化太阳能电池（QDSSC）对电极，并对其进行了结构、形貌及性能研究。结果表明：Cu-（5，10，15，20-（4-羧基苯基）卟啉）（TCPP）薄膜在煅烧过程中，Cu原子在硫粉存在下转变成了Cu₂S纳米颗粒，而含氮的有机连接单元TCPP原位碳化成了氮掺杂的碳。Cu₂S@NCF保持了Cu-TCPP薄膜的纳米片形貌，且大量尺寸均一的Cu₂S小颗粒分布于纳米片上，以其作对电极所组装的CdS/CdSe QDSSC具有优异的光伏性能，从正面辐射和背面辐射分别获得了4.16%和3.72%的光电转化效率（η），高于Pt电极组装QDSSC的η（2.39%和1.73%）。通过对循环伏安曲线、电化学阻抗谱和Tafel极化曲线分析可知，Cu₂S@NCF对S_n^2-离子催化还原具有传输阻抗低、扩散速率快和催化活性高等特点，以其作对电极组装的CdS/CdSe QDSSC获得了优异的光伏性能。

采用硅冶金工业烟尘副产物微硅粉[含SiO₂>85%（质量分数）]为原料，经预处理提纯、镁粉-微硅粉球磨混料、镁热还原处理后，再以HCl-HF两步酸浸除杂工艺来制备晶体硅。结果表明：经150 r/min球磨混合12 h后，镁球表面均匀包覆了一层致密的SiO₂初级粒子层，形成了氧化硅和镁反应物料的近乎理想配比（Mg/SiO₂质量比为0.85∶1.00），和仅需微米尺度扩散的Mg@SiO₂核壳结构；提出了基于包裹-微反应器模型的高效镁热还原路线。球磨包裹物料Mg@SiO₂经镁热还原、HCl浸蚀后，产物还原程度高达96%，Si相组成大于90%（质量分数）；再经HF+CH₃COOH酸浸纯化，可制得纯度达99.88%（质量分数）的晶体硅。

通过简易的共沉淀法在室温条件下制备了具有高效光催化活性的纳米微球BiOCl。加入的有机羧酸使严重团聚纳米片状结构的BiOCl，逐渐转变为由纳米片组装的不规则纳米微球结构。与此同时由于有机酸的腐蚀作用，使BiOCl纳米片表面产生了大量的微介孔结构，增大了BiOCl的比表面积，为污染物的吸附和光催化提供了更多的活性位点，其中，酒石酸（TA）和柠檬酸（CA）改性的BiOCl，其Lambert-Beer law法的比表面积由106.90 m²/g（纯BiOCl）分别提高至469.93 m²/g（BiOC1-TA）和646.82 m²/g（BiOCl-CA）。有机羧酸改性后的材料（BiOCl-TA和BiOCl-CA）光催化降解性能显著增强，在30 min内可以有效降解99.74%的罗丹明B（RhB）（20 mg/L），远大于纯BiOCl的14.83%。

在（K，Na）₂O-CaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂分相乳浊釉中引入P₂O₅，用热膨胀仪、色度仪、维氏硬度计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱等测试方法探究其对釉面性能及釉玻璃结构的影响。结果表明：釉面白度和维氏硬度随P₂O₅引入量的增加而显著提高，白度由46.58%提高至71.79%，维氏硬度由737.94 HV提高至1153.03 HV；在P₂O₅组分引入量较低时（0.58%，摩尔分数，下同），[PO₄]易夺取基质玻璃相中[BO₄]的桥氧促使[BO₄]向[BO₃]转变，促进釉熔体分相，此时P₂O₅多存在于富硼分相液滴中。当P₂O₅组分引入量较高时（1.15%~1.72%），液滴相与基质相之间的界面为釉中晶体成核提供条件，釉中析出六棱柱形Ca₃（PO₄）₂晶体，异相粒子与基质相之间的折射率差值提高，且Ca₃（PO₄）₂晶体尺寸在可见光波长范围内，Mie散射作用加强，釉面白度提升；同时，釉玻璃结构的致密度随[PO₄]含量的增加而提升，促使釉面维氏硬度提高。

通过研发水基镧锶钴铁氧体（LSCF）陶瓷墨水，制造喷墨打印固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极薄层，通过粒径电位仪、流变仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对墨水和打印干燥烧结制得的薄层进行表征。结果表明：通过研磨细化，粉体平均粒径由数微米减少为100 nm；以此配制了具有优异分散稳定性的水基LSCF墨水；通过优化打印电压波形有效解决了卫星液滴及铺展不均问题；通过减少打印层数和延长层间打印间隔时间制备了表面形貌较好的多孔阴极薄层，可满足SOFC的使用需求。

热障涂层是高温下具有良好隔热性能的陶瓷涂层，在燃气轮机、内燃机、火箭发动机和其他高温热防护方面有重要应用。稀土或碱土金属氧化物稳定的氧化锆热障涂层材料已应用近60 a，其中最常用的是氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）。近20 a，国内外发现了许多新材料，如稀土锆酸盐、铝酸盐和钽酸盐等。与YSZ相比，新材料在高温稳定性、热导率、抗烧结或热膨胀性能方面有优势，但断裂韧性低、成分复杂、单一陶瓷层的热循环寿命短。为了提高新型热障涂层的寿命，要严格控制涂层的制备过程、保持化学计量比，采用双陶瓷层结构的涂层。

针对我国西部洪水泥石流多发山区桥梁墩柱冲磨破坏问题，研制了一种具有高强、低收缩、高耐磨、抗冲击及耐久性能佳的橡胶颗粒抗冲磨超高性能混凝土（UHPC），并利用扫描电子显微镜、能谱仪和接触角仪探究了橡胶颗粒表面改性对UHPC性能的提升机理。结果表明：基准UHPC中掺入10%（体积分数）经NaOH+KH570硅烷偶联剂复合改性的粒径为1~3 mm的橡胶颗粒后，其抗冲磨强度和终裂冲击功分别提升了26%和72%；掺入15%（体积分数）饱水预湿高钛重矿渣砂和6%（质量分数）CaO型膨胀剂后，其收缩较基准UHPC降低了约50%。改性橡胶颗粒主要通过改变橡胶颗粒表面形貌、提升表面亲水性和改善橡胶颗粒-胶凝材料基体界面黏结性能提升UHPC各项性能。

选取乳液型和粉末型各2种有机硅材料，分别将不同掺量（0、0.25%、0.50%、1.00%，质量分数）的有机硅材料整体内掺到混凝土中，通过接触角、抗压强度和毛细吸水试验，研究了内掺有机硅整体憎水混凝土的毛细吸水性能。结果表明：掺入新型有机硅后，乳液型有机硅相比粉末型有机硅对相同龄期下混凝土抗压强度的影响较小，特别是掺量为0.25%的乳液型有机硅对混凝土28 d时抗压强度影响甚微，水灰比为0.53和0.35时，抗压强度分别降低了0.5%和7.8%。当有机硅在混凝土表面形成膜结构，接触角达到约100°以上，且随着掺量继续增加，接触角基本保持不变。相比普通混凝土，掺入有机硅的混凝土吸水72 h后，毛细吸水量至少降低了60%，且吸水36 h后，吸水速率便趋于稳定。

利用胶体稳定性和界面化学作用力制得了均匀分散的碳纳米管（CNTs）/聚乙烯醇（PVA）纳米胶体乳液。研究了CNTs/PVA纳米胶体乳液对混凝土的力学性能、干缩性能及微观结构的影响，探讨了CNTs/PVA的改善机理。结果表明：相对普通混凝土，掺杂0.3%（质量分数，下同）CNT和1.0% PVA的混凝土的28 d抗压、抗折强度分别提高了15%和10%；掺杂0.5%CNT和1.0% PVA的混凝土的7、28、180 d和360 d干缩率分别降低了76%、34%、22%和21%。CNTs/PVA可在混凝土中形成互穿网络，具有长纤维效应和微细环箍效应，少量的CNTs/PVA能提高混凝土的极限抗拉和抗折强度，降低干缩性能。

研究了20、40、60、90 ℃湿热以及自热保温5种早期养护方式对超高性能混凝土（UHPC）力学性能与微结构的影响。结果表明：UHPC的早期抗压强度与养护温度正相关，但这种差异随龄期的延长而缩小，早期采用自热保温或90 ℃养护，所得到UHPC的28 d抗压强度差异不足4%，且两者的抗拉强度均较高。各配比净浆样品的放热速率峰值随着环境温度的提高而增大且出现时间提前，累积放热量在较短时间内达到稳定；4d时自热保温养护UHPC基体中Ca（OH）₂衍射峰强度已较20 ℃养护方式明显降低，掺合料已较好地参与反应；自热保温养护方式下UHPC水化产物中C-S-H凝胶的Si-O链平均链长与90 ℃养护试件相当，且基体密实度极高。

通过单根钢纤维拉拔试验，研究了2种钢纤维（平直型和端钩型钢纤维）在混杂钢纤维超高性能混凝土（UHPC）中的黏结性能。基于实测钢纤维拉拔荷载-位移曲线，分析了钢纤维混杂配比、钢纤维体积掺量对钢纤维-UHPC基体界面黏结性能的影响，以及钢纤维-UHPC基体界面黏结性能与UHPC抗压强度的关系，阐明了钢纤维在混杂钢纤维UHPC中的拔出过程，并建立了平直型和端钩型钢纤维拔出过程的黏结-滑移模型。指出UHPC基体内平直型和端钩型钢纤维体积掺量均为1%（体积分数）时，钢纤维混杂对钢纤维-UHPC基体界面黏结性能的增强效果最佳。

提出一种基于结构响应向量（SRV）和支持向量机（SVM）方法，对四边框支玻璃幕墙的连接松弛状态进行智能识别。首先，针对该类结构的动力和静力特性，建立四边框支玻璃幕墙有限元模型和在多种松弛状态下玻璃幕墙的SRV。其次，运用SRV对于边界松弛位置和程度进行识别，验证由动态分量和静态分量组成的SRV作为松弛指标的有效性和适用性。最后，以各松弛工况下的4阶频率和9个测点转角位移形成的SRV组成松弛识别样本库，运用3种不同核函数构成的SVM进行训练和识别，并运用粒子群算法对于SVM径向基（RBF）核函数的参数进行迭代优化，形成基于SRV-SVM的框支玻璃幕墙的连接松弛识别方法。结果表明：采用基于SRV-SVM的方法对四边框支玻璃幕墙连接松弛进行定位和定量描述可获得较理想的识别效果。